大蒜“辣眼睛”的化学真相完全围绕着蒜氨酸酶以及它催化产生的一种关键挥发性物质——丙硫醛-S-氧化物展开。这个过程非常迅速且高效，具体步骤如下：
细胞结构的破坏：
- 当你切开、压碎或咀嚼大蒜瓣时，会破坏其细胞结构。
- 大蒜细胞中，蒜氨酸主要储存在细胞质中，而蒜氨酸酶则储存在液泡（一种细胞器）中。
- 细胞破裂导致两者混合接触。
蒜氨酸酶催化反应的启动：
- 蒜氨酸酶是一种高度特异性的水解酶。
- 它立即催化其天然底物蒜氨酸发生反应。
- 蒜氨酸的结构是 S-烯丙基-L-半胱氨酸亚砜。蒜氨酸酶的作用是裂解这个分子。
关键中间体——次磺酸的生成：
- 蒜氨酸酶催化蒜氨酸水解，产生几种产物：
- 不稳定的次磺酸中间体： 主要是 2-丙烯基亚磺酸。这是整个反应中最关键、最不稳定的中间产物。
- 丙酮酸
- 氨
催泪因子——丙硫醛-S-氧化物的形成：
- 2-丙烯基亚磺酸极其不稳定，它不会长时间存在。
- 在常温下（尤其是没有其他蛋白质结合的情况下），这个次磺酸会自发地、非常快速地进行分子重排。
- 重排的结果就是生成丙硫醛-S-氧化物。其化学式为 CH₃-CH₂-CH=S=O (或写作 C₃H₆OS)。
- 丙硫醛-S-氧化物就是导致“辣眼睛”的罪魁祸首，被称为“催泪因子”。
“辣眼睛”的生理过程：
- 丙硫醛-S-氧化物是一种挥发性、高反应活性的有机硫化合物。
- 当大蒜被切开压碎时，LF 会迅速挥发到空气中。
- 这些挥发物接触到你的眼睛后，会溶解在覆盖在眼球表面的泪膜中。
- 溶解的 LF 会与角膜和结膜上的神经末梢发生化学反应（主要是与神经末梢上的水分子或含巯基的分子反应）。
- 这种反应强烈刺激了感觉神经末梢（特别是激活了瞬时受体电位锚定蛋白1通道）。
- 受刺激的神经末梢向大脑发送信号，大脑将其解读为“有刺激物入侵眼睛”。
- 作为保护性反射，大脑会命令泪腺分泌大量泪水来冲洗稀释刺激物，这就是你“泪流满面”的原因。
总结一下关键点：
- 核心酶： 蒜氨酸酶。
- 起始底物： 蒜氨酸。
- 关键中间体： 不稳定的次磺酸 (2-丙烯基亚磺酸)。
- 催泪物质： 次磺酸自发重排生成的丙硫醛-S-氧化物。
- 作用机制： 催泪因子挥发 -> 溶解于眼表泪液 -> 刺激角膜神经末梢 -> 触发泪腺分泌反射。
与洋葱的区别：
洋葱辣眼睛的原理几乎完全相同，也是蒜氨酸酶家族（同工酶）催化其自身的蒜氨酸类似物（S-1-丙烯基-L-半胱氨酸亚砜）生成了同分异构的催泪因子（丙硫醛-S-氧化物）。大蒜和洋葱产生的 LF 化学式相同，但大蒜中通常伴随产生更多的大蒜素，LF 的绝对量可能相对洋葱少一些，但原理完全一致。
所以，下次切大蒜流泪时，你就知道是蒜氨酸酶在几秒钟内催化生成的“丙硫醛-S-氧化物”这个小分子在作怪了！
